喷雾干燥枸杞粉助干剂研究

陈致印,张盛贵,牛黎莉,魏 苑

(甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州 730070)

喷雾干燥枸杞粉助干剂研究

陈致印,张盛贵＊,牛黎莉,魏 苑

(甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州 730070)

以新鲜枸杞为原料,经榨汁、过滤、调配、胶体磨、均质和喷雾干燥工艺生产枸杞粉,采用单因素和正交实验相结合,研究了三种助干剂及其添加量对枸杞粉出粉率及感官的影响。实验结果表明,当麦芽糊精加入 60%,β-环糊精加入 8%,CMC加入 1.0%时,喷雾干燥效果最好,出粉率达到 30.5%,感官评分 9.78分;通过方差分析,得出麦芽糊精对出粉率和感官的影响最大,β—环糊精次之,CMC对枸杞喷雾干燥影响不显著。

枸杞,喷雾干燥,助干剂

枸杞 (Fructus Lycii)是我国传统的药食两用原料,具有明显的调节机体免疫功能、增强记忆力、抗氧化、抗肿瘤、抗癌、减肥、降血脂、降血糖、耐缺氧、防辐射等生理功能[1]。枸杞鲜果水分含量高,不耐长久贮运,95%以上被制成枸杞干[2]。从目前的消费习惯看,现有的枸杞产品已经不能满足市场多元化需求,这就为枸杞的加工提出了新的要求。以新鲜枸杞为原料,生产枸杞粉,既可以提高枸杞的附加值,又可为消费市场提供一种新的产品,具有较好的发展前景。由于枸杞含糖量高,料液的黏度较大,在喷雾干燥时会出现严重的堵塞喷嘴和挂壁现象,致使出粉率较低,产品品质差。因此本实验在工艺参数确定的情况下,研究适宜的助干剂及最佳配比,解决生产出粉率高、溶解性强、色泽保持好的较高质量枸杞粉的关键技术难题。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜枸杞 产自甘肃省景泰县;麦芽糊精、β-环糊精、CMC 均为食品级。

FVC-01果蔬破碎机,SJE-01螺旋榨汁机, DMM40型胶体磨,GYB60-6S型高压均质机,HH-4数显恒温水浴锅,SD-1500喷雾干燥机,pal-αPocket数字折光仪。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程 原料→清洗→榨汁→过滤→添加助干剂→调配→胶体磨→均质→喷雾干燥→枸杞粉

1.2.2 喷雾干燥工艺条件 进口温度 180℃,出口温度 75℃,进风量 60m3/h,进料温度 50℃,蠕动泵流量50mL/min。

1.2.3 麦芽糊精添加量的确定 按枸杞可溶性固形物含量计算,设定麦芽糊精的添加量为 0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%,研究其对出粉率和感官的影响,重复 2次。

1.2.4 β-环糊精添加量的确定 按枸杞可溶性固形物含量计算,设定β-环糊精添加量为 0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%,研究其对出粉率和感官的影响,重复 2次。

1.2.5 CMC添加量的确定 按枸杞可溶性固形物含量计算,设定 CMC的添加量为 0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%,研究其对出粉率和感官的影响,重复 2次。

1.2.6 正交实验 在单因素实验基础上,以枸杞粉的出粉率和感官评分为指标,采用 L9(33)正交分析,选择助干剂最佳配比,见表 1。

表1 助干剂添加正交实验因素水平表

1.2.7 枸杞粉的感官评价指标 评定小组是由我院专业老师和学生组成,共 10人,评价标准见表 2。

表2 枸杞粉的感官评定标准

1.2.8 喷雾干燥出粉率计算 计算公式如下：

1.2.9 实验结果测定和分析统计方法 料液可溶性固形物含量用 pal-αPocket数字折光仪在 20℃条件下测定;实验结果用 SPSS16.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 麦芽糊精对喷雾干燥的影响

麦芽糊精对出粉率的影响如图 1所示。不添加麦芽糊精时,出粉率为 4.9%,随着麦芽糊精添加量的增加,出粉率也逐渐增加,枸杞粉的颜色逐渐变浅,枸杞特有香味也在变淡,这是因为枸杞粉中麦芽糊精的量增加所致。当麦芽糊精的添加量为 50%时,出粉率为 18%,枸杞特有香味较淡,因此,麦芽糊精的添加量不能太高,否则影响枸杞粉的品质。实验表明,为了提高枸杞粉的出粉率和品质,麦芽糊精的添加量为 50%～70%之间较好。

图 1 麦芽糊精的添加量对出粉率的影响

2.2 β-环糊精对喷雾干燥的影响

随着β-环糊精添加量的增加,出粉率先升高后降低,β-环糊精添加量为 10%时,出粉率最高,为23%(图 2),继续添加β-环糊精,出粉率逐渐降低,这是由于β-环糊精量增加后,料液的粘度也在不断地增大,造成喷嘴堵塞和挂壁,说明β-环糊精的添加量在10%以下时,可有效提高出粉率。同时,β-环糊精对枸杞粉香气的保留有帮助,可提高枸杞粉的品质。

2.3 CMC对喷雾干燥的影响

图 2 β-环糊精添加量对出粉率的影响

不添加CMC,出粉率为5.2%,随着CMC的添加量的增加,出粉率逐渐增高,当 CMC添加量为 1%时,出粉率为10.6%,达到最高,之后,随着CMC添加量的上升,出粉率开始逐渐下降 (图 3),造成这一现象的原因也是与喷嘴堵塞和挂壁逐渐严重有关。实验表明,CMC添加量对出粉率的影响没有麦芽糊精和β-环糊精的影响大,但是它的添加对冲调液的稳定性具有极其重要的意义,CMC的添加量在 1.0%左右有较好效果。

图3 CMC添加量对出粉率的影响

2.4 正交实验结果

实验发现,助干剂的添加对干燥效果有明显的影响,不添加或添加过少,喷雾时会有较多的液滴而不能干燥,添加过多,料液的黏度上升,粘结于喷头处,导致喷头堵塞,影响喷雾干燥的进程和枸杞粉的品质。根据单因素实验结果,选取对喷雾干燥影响最大的麦芽糊精、β-环糊精和 CMC三种助干剂,安排 L9(33)正交实验,实验因素水平见表 2,实验结果见表 3～表 5。喷雾干燥工艺条件为进口温度 180℃,出口温度 75℃、进风量 60m3/h、进料温度 50℃、蠕动泵流量 50mL/min。

从表 3的 R值可知,实验所设的 3个因素对出粉率的影响顺序为 A＞B＞C,最佳组合为 A2B2C3。但是通过出粉率 K值的检验,发现出粉率最佳组合为A2B2C2。然后对A、B、C进行方差分析 (见表 4),得出C(CMC)对出粉率的影响不显著,而A(麦芽糊精)和B(β-环糊精)对出粉率的影响显著,故确定最佳组合为A2B2C3。即麦芽糊精的添加量为固形物含量的 60%,β-环糊精的添加量为固形物含量的 8%, CMC的添加量为固形物含量的 1.2%时所得到的枸杞粉最多;从感官评分分析,实验所设的 3个因素对感官评分的影响顺序为 A＞B＞C,最佳组合为A1B2C2,而对感官评分的 K值检验发现最佳组合为A3B2C2,经表 5方差分析结果表明,麦芽糊精、β-环糊精、CMC对感官评分的影响差异都不显著。因此,应该在确保高出粉率的情况下,为了尽量得到高的感官评分,麦芽糊精和β—环糊精的添加量不变,改变 CMC的含量,分别采用 A2B2C1、A2B2C2、A2B2C3三种方案做验证实验,得出 A2B2C2即麦芽糊精 60%, β-环糊精8%,CMC 1.0%组合的出粉率达到30.5%,感官评分上达到了 9.78分,故此方案是最佳方案。

表3 助干剂添加正交实验结果

表4 出粉率方差分析表

表5 感官评分方差分析表

3 结论

3.1 通过对喷雾干燥枸杞粉的研究,得到了最佳的助干剂方案,以喷雾干燥前料液可溶性固形物含量计,麦芽糊精的添加量为 60%,β-环糊精的添加量为8%,CMC的添加量为1.0%。

3.2 通过对出粉率和感官评分的方差分析,实验研究调整了各种助干剂的添加量,使得喷雾干燥枸杞粉的出粉率达到了 30.5%,感官评分达到了 9.78分,从而实现了双指标都较好的结果。

3.3 通过对三种添加剂的方差分析,得出了 CMC对枸杞喷雾干燥方法影响不显著,故可以考虑用其他稳定剂而代替,值得进一步的研究。

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Study on drying aids for processing lycium barbarum power by spray drying

CHEN Zhi-yin,ZHANG Sheng-gui＊,NIU L i-li,W EIYuan
(Food Science and Engineer College,Gansu Agriculture University,Lanzhou 730070,China)

Lyc ium ba rba rum as raw m a te ria ls,through extrac ted,filte red,p rep a red,colloid m ill,hom ogenized and sp rayed d rying to p roduce lyc ium ba rba rum p owe r.Com b ining of s ing le fac tors and orthogona l tes t,the effec ts of d iffe rent am ounts of d rying a ids on se tting p owe r ra te and sense organ of lyc ium ba rba rum p owe r we re s tud ied. The results ind ica ted tha t the effec tive of sp ray d rying was bes t,the ra te of se tting p owe r had reached30.5%and the score of sense organ was9.78when the dosage of add itives were m altodextrin60%,β-Cyclodextrin10%,CMC 1.0%.Through the va riance ana lys is,the m a ltodextrin was the m os t imp ortant effec tive fac tors,the second was β-cyc lodextrin,and the CMC do not have notab ly effec t for such way.

lyc ium ba rba rum;sp ray d rying;d rying a ids

TS235.9

A

1002-0306(2010)02-0080-03

2009-04-03 ＊通讯联系人

陈致印(1981-),男,硕士研究生,研究方向：农产品加工与贮藏。

国家科技部支撑计划项目(2007BAD52B07)。